Obtención y caracterización de un bioplástico a partir de residuos de la industria pesquera de dos especies: marlín (Makaira nigricans) y tiburón (Carcharhinus falciformis)

Abstract

La gelatina, biopolímero proveniente de la hidrolisis del colágeno, puede ser extraída de residuos de la industria pesquera, como son los materialescartilaginosos y óseos.Los biopolímeros, como la gelatina, pueden convertirse en bioplásticos, cuando son mezclados con aditivos (plastificantes) y procesados por métodos termo-mecánicos. En2014, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura (FAO)reportó una producción pesquera proveniente de aguas marinas de 93.4 millones de toneladas de las cuales el 30% son residuos,principalmente escamas, huesos y cartílago, mismos que generan problemas ambientales y de salud en la mayoría deloslugares donde son depositados. Por este motivo, elaprovechamiento de estos residuos pesqueros podría ser la base para la generación de una industria para la elaboración de bioplásticos. El marlinazul (Makaira nigricans) y el tiburón sedoso (Carcharhinus falciformis) son las especies que presentan el mayor volumen de capturada de la pesca ribereña de la costa de Oaxaca, por ende son las que mayor volumen de residuos genera y fueron el punto de partida para la extracción de gelatina. La extracción de gelatina se realizó con un tratamiento ácido-básico; una vez extraídafue mezclada con glicerol y procesada por el método de extrusión -inyección. La caracterización estructural de la gelatina y los bioplásticosse realizó mediante espectroscopia de infrarrojo (FT-IR),resonancia magnética nuclear (RNM)y difractometría de rayos (DRX). Los resultados obtenidos no mostraron diferencias en la estructura de la gelatina obtenida de las dos especiescomparada con la gelatina comercial. La caracterización térmicadel bioplástico fue realizada por calorimetría diferencial de barrido (DSC),análisis temogravimétrico (TGA) y dinámico mecánico (DMA), apartir de dichos análisis fue posible determinar la temperatura de transición vítrea del material y el comportamiento viscoelástico del material. Los bioplásticos presentaron una temperatura de degradación térmica de 300°C, un punto de fusión de 180°C y una temperatura de transición vítrea de 58°C, estos resultados son similares a los reportados en la literatura para bioplásticos elaborados con gelatina de pescado. La caracterización mecánica fue realizada con ensayos de tensión siguiendo la norma ASTM D638 losparámetros a analizar fueron: módulode elasticidad, elongamiento, tensión máxima y tensión a la ruptura. Los bioplásticos mostraron un módulo de elasticidad 1300 MPa similar al que presenta el PVC plastificado. El bioplástico obtenido de marlin presento mayor porcentaje de elongación, es decir, mayor ductilidad con respecto al bioplástico de tiburón. La presente investigación contribuye en la búsqueda de alternativas a la sustitución de losplásticos provenientes del petróleo(polietileno, polipropileno) en propiedades como módulo de elasticidad, temperatura de degradación y elongación, además de generar información sobre las condiciones de procesamiento de piezas tridimensionales con bioplásticos, en el método de extrusión-inyección. La transformación de los residuos de la pesca es un paso importante en la búsqueda del uso integral de las especies objetivo que impulsa el aprovechamiento sostenible de los recursos pesqueros.